聲功率測量的案例
聲壓、聲強、聲功率區別與聯系
在以上類推中，暖氣片散發出來的熱能（熱功率）相當于聲功率，溫度相當于聲壓。
聲功率測量
1. 為什么要測量聲功率
我們需要用一個標準來衡量設備噪聲的大小，測量聲壓級與聲功率都可以對其進行評價。
聲壓級的測量結果與所處聲學環境中的距離和方位有關，難以給出確定的數值來評價設備噪聲的大小。
與聲壓相反，聲功率是獨立于環境的客觀量。如果被測聲源的聲學環境已知，就能根據設備的聲功率級預估出聲壓級。因此，聲功率是描述和比較機器輻射出噪聲高低的有效參量。
2. 聲功率測量方法
聲源的聲功率必須在消聲室中測量，分聲壓測量法與聲強測量法。
聲壓測量法：該方法要求在特定的聲學環境中進行。
聲強測量法：聲功率測量可以在普通的聲學環境，甚至在有干擾噪聲的情況下（因為聲強是矢量，積分求聲功率時，干擾聲會相互抵消）。
基于聲強法的聲功率測量有兩種測量方法
離散點法：GB/T 16404標準；
掃描法：GB/T 16404.2標準。
下圖為用掃描法進行平板樣件的聲傳遞損失測量。采用這種方法要求每個測量面元都要正交地掃描兩次。
掃描方式
來源：吉興汽車聲學部件科技有限公司公眾號 作者：陳曉君
展開 聲功率測量的終極方案：深入解析聲強法的原理、優勢與應用
聲學測量和聲學理論并非總是并行發展，Rayleigh勛爵有影響力的著作《聲音理論》的出版奠定了現代聲學的基礎。聲強是該理論的基礎，但是，在整整一百年后，才出現一種完全實用的測量聲強的方法。
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聲壓和聲功率
聲源輻射功率，從而產生聲壓。聲功率是原因，聲壓就是結果。
思考下這個類比，電加熱器將熱量散發到室內，而溫度則是結果，溫度也是使我們感到冷或熱的物理量。房間中的溫度顯然取決于房間本身、隔熱材料以及是否存在其他熱源。但是對于相同的電源輸入，加熱器發出的功率實際上與環境無關。聲功率和聲壓之間的關系相似。我們聽到的是聲壓，但這是由聲源發出的聲功率引起的。
我們用傳聲器聽到或測量的聲壓取決于與聲源的距離以及存在聲波的聲環境（或聲場），這又取決于房間的大小和表面的吸聲性。因此，通過測量聲壓，我們并不能夠量化機器發出的噪音。我們必須找到聲功率，因為此物理量基本與環境無關，并且是描述聲源的唯一參數。
什么是聲強
任何振動的機械部件都會輻射出聲能。聲功率是輻射能量的速率（每單位時間的能量）。聲強描述通過單位面積的能量流率。在國際單位制中，單位面積為1平方米。因此，聲強的單位是瓦特/平方米。
聲強還提供方向的量度，因為在某些方向上會存在能量流，而在另一些方向上則不會。因此，聲強既具有幅度又具有方向性，因此是矢量。另一方面，壓力是標量，因為它僅具有大小。通常，我們在法線方向上（相對于90°）相對于指定單位面積的強度進行測量，聲能流過該單位面積。
還需要清楚的是，聲強是單位面積能量流的時間平均速率。在某些情況下，能量可能會來回傳播，這將無法衡量，如果沒有凈能量流，就沒有凈強度。
在下圖中，聲源正在輻射能量。
展開 聲強的理論與測量
聲強還提供
方向的量度
，因為在某些方向上會存在能量流，而在另一些方向上則不會。因此，聲強既具有幅度又具有方向性，因此是
矢量
。另一方面，壓力是標量，因為它僅具有大小。通常，我們在法線方向上（相對于90°）相對于指定單位面積的強度進行測量，聲能流過該單位面積。
還需要清楚的是，聲強是單位面積能量流的時間平均速率。在某些情況下，能量可能會來回傳播，這將無法衡量，如果沒有凈能量流，就沒有凈強度。
在下圖中，聲源正在輻射能量。所有這些能量必須通過包圍聲源的區域。由于聲強是單位面積的聲功率，因此我們可以輕松地測量包圍聲源的區域的正常空間平均聲強，然后將其乘以該面積即可得出聲功率。注意聲強（和聲壓）遵循自由場傳播的平方反比定律。
從圖中可以看出，在距光源2r處，包圍光源的面積是距離r處的面積的4倍。然而，無論距離如何，輻射的功率都必須相同，因此聲強（單位面積的聲功率）必須減小。
為什么要測量聲強
我們可以通過測量聲壓來
確定物體的聲功率
，但存在實際困難。盡管聲功率可能與聲壓有關，但只有在經過仔細控制的條件下，才能對聲場做出特殊假設。特殊構造的房間（如消聲室或混響室）可以滿足這些要求。傳統上，為了測量聲功率，必須將噪聲源放置在這些房間中。
但是，我們可以在任何聲場中測量聲強，無需做任何假設，這使得所有測量可以直接在現場進行。
展開 Acoustic——聲壓、聲強、聲功率之間的區別與聯系
除此之外，聲壓的測量雖然簡單，但是非常容易受到環境影響（背景噪聲/反射等）而導致較大的誤差，往往需要在特定的消聲室或者混響室內進行測量，但是聲強的測量具有方向性，受現場影響比較小，可以消除背景噪聲的影響進行現場，因此目前聲強測量也在被廣泛應用于實際的聲學研究中。與聲壓級對應，為了更容易描述變化量較大的聲強范圍，聲強也引入了聲強級的概念，具體公式如下：
I: 測量聲強
I0:基準聲強（1.e-012W/㎡）
聲強是單位面積上的聲能量流，那么對整個聲源的表面積進行積分計算，得到的結果就是該聲源在單位時間內向外輻射的聲能，也就是聲功率。聲功率是聲源本身的屬性，它的值與觀察者的位置或距離都無關，是一個恒定的參量，因此聲功率可以用來衡量一個聲源的聲輻射能力，但是與聲壓、聲強不同，聲功率不能直接測量，只能通過測量聲壓或聲強后間接計算得出。
目前，通過計算等效輻射聲功率（ERP）來對機械系統進行振動噪聲分析已在 工程分析中被廣泛應用，其計算主要取決于對選擇的輻射表面速度響應的評估。通過計 算分析來獲得頻率響應的最大輻射功率。
展開 
Acoustic——聲壓、聲強、聲功率之間的區別與聯系
除此之外，聲壓的測量雖然簡單，但是非常容易受到環境影響（背景噪聲/反射等）而導致較大的誤差，往往需要在特定的消聲室或者混響室內進行測量，但是聲強的測量具有方向性，受現場影響比較小，可以消除背景噪聲的影響進行現場，因此目前聲強測量也在被廣泛應用于實際的聲學研究中。與聲壓級對應，為了更容易描述變化量較大的聲強范圍，聲強也引入了聲強級的概念，具體公式如下：
I: 測量聲強
I0:基準聲強（1.e-012W/㎡）
聲強是單位面積上的聲能量流，那么對整個聲源的表面積進行積分計算，得到的結果就是該聲源在單位時間內向外輻射的聲能，也就是聲功率。聲功率是聲源本身的屬性，它的值與觀察者的位置或距離都無關，是一個恒定的參量，因此聲功率可以用來衡量一個聲源的聲輻射能力，但是與聲壓、聲強不同，聲功率不能直接測量，只能通過測量聲壓或聲強后間接計算得出。
目前，通過計算等效輻射聲功率（ERP）來對機械系統進行振動噪聲分析已在 工程分析中被廣泛應用，其計算主要取決于對選擇的輻射表面速度響應的評估。通過計 算分析來獲得頻率響應的最大輻射功率。
展開 CJC8988帶2個立體聲耳機驅動器的低功率立體聲編解碼器
Codec芯片 - CJC8988是一個低功率，高質量的立體聲編解碼器，可以直接Pin to Pin替代WM8988，設計為便攜式數字音頻應用。該設備集成了完整的接口到2個立體聲耳機或線路輸出端口。外部組件的要求大大降低，因為不需要單獨的耳機放大器。先進的片上數字信號處理執行圖形均衡器，三維聲音增強和自動電平控制的麥克風或線路輸入。
CJC8988可以作為主機或從機操作，具有各種主時鐘頻率，包括12或24MHz，或標準的256fs頻率，如12.288MHz和24.576MHz。不同的音頻采樣率，如96 kHz，48 kHz，44.1 kHz，直接從主時鐘產生，而不需要一個外部PLL。
CJC8988在電源電壓降至1.8V時工作，盡管數字核心可以在電壓降至1.5V時工作以節省電力，并且所有電源的最大電壓為3.3伏。芯片的不同部分也可以在軟件控制下斷電。CJC8988提供了一個非常小和薄的4x4mmCOL包，理想的用于手持和便攜式系統。
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平板聲輻射功率計算
采用圖(3)公式，以（j*振型*圓頻率）作為速度分布，計算聲輻射模態，不能像振型一樣得到明顯的規律，如圖(7)所示；不知為何？正定實對稱矩陣特征值分解后，除了正交以外還有其他怎樣的規律呢？比如像振型這樣的元素分布。
高精度且有多種測量模式！適用于科研和工業領域激光測量的激光功率計和能量計
產品簡介Laser Point 功率計和能量計是意大利生產的廣泛適用于科研和工業領域激光測量的標準產品，具有高精度、寬波?范圍、多種測量模式、易于操作、輕便易攜、高可靠性、接口豐富等優點。
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激光組合式功率計
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產品咨詢和訂購熱線李經理：13584002366（微信同號）
展開 聲功率頻率響應曲線仿真計算
最近有人咨詢我怎么在comsol中仿真揚聲器聲功率的頻率響應曲線。
雖然我之前沒做過。不過摸索了下，很快就弄出來了。
選中輻射出口的面（2維軸對稱時是線）對聲壓平方/（空氣密度*聲速）的表達式進行積分即可。
abs(p)^2/(acpr.rho*acpr.c)
此時輸入的電功率是1W。可以看到常規的直接輻射揚聲器效率是相當低的。
做仿真的時候，一定要有整個物理圖像在頭腦中，再加上一定的數學基礎。軟件本身的操作是更其次的東西，可以參照軟件help慢慢找。
我之前在公眾號里有寫過一篇文章《仿真分析的思路》，雖然文中沒什么圖，談得也比較抽象。但是我覺得對做仿真的工程師挺重要的。因為好多人就是徘徊在各種軟件技巧中不能自拔。
仿真分析的思路
展開 揚聲器熱功率壓縮
01 熱功率壓縮
理想的揚聲器，靈敏度會隨輸入的功率線性增加。但功率越大，音圈溫度升高， 直流電阻上升 , 造成揚聲器的靈敏度下降。這就是揚聲器的功率壓縮現象。
輸入揚聲器的電功率的絕大部分轉化為熱功率。包括音圈熱功率和鐵芯中渦流的熱功率。小部分成為有效的聲輻射功率 。剩余的消耗于空氣阻尼，機械阻尼等。
非線性功率壓縮下次討論。
02 估算
電阻與溫度換算公式 Rt=R20*(1+α(t-20))
R20為20℃時的導體電阻，Rt為在溫度為t時測得的電阻值，α為導體的電阻溫度系數，銅取0.00393，鋁取0.00403。t為測量時的溫度。
按直阻隨溫度變化，估計揚聲器靈敏度功率壓縮。
可以看出來基本上接近線性變化。
03 仿真
揚聲器的阻抗是頻率的函數。音圈的溫升造成的揚聲器靈敏度功率壓縮 , 在整個頻率范圍內也是變化的。
可以使用有限元仿真對比不同溫度情況下的頻響曲線。
嘗試兩個簡單的模型。
展開 
設計仿真 | 基于MSC Nastran的等效輻射聲功率ERP計算
聲學分析需要考慮聲固耦合或聲輻射技術，因為涉及到內場的聲固耦合分析或外聲場的輻射聲功率計算，雖然封閉聲場可以基于模態法減少計算時間，外聲場可以采用格林法或聲傳遞函數等方法減少計算時間，但是，聲學網格分網、聲固耦合計算還是要花費更長的計算時間，造成企業需要更大的硬件資源和更長開發周期。
在車輛開發前期的動力系統開發或車身開發中，我們可以通過抑制結構表面法向振動速度縮小輻射噪聲，同時，精確識別結構局部模態對輻射噪聲影響。利用ERP分析，可以在頻率響應分析中快速獲取特定激勵下部件與面板的最大潛在聲輻射數據，從而準確定位結構中聲輻射最大的區域。基于這一結果，可采取結構優化措施（如對鈑金件進行形貌優化）或增加阻尼片等方式，有針對性地抑制結構表面振動，進而有效降低結構振動產生的輻射噪聲。
等效輻射功率
等效輻射功率（Equivalent Radiated Power, ERP）分析作為一種表征結構振動聲輻射的計算方法，自2008年引入MSC Nastran軟件，經過多年開發與更新，功能與優勢如下：
? 支持分析類型：頻響分析和瞬態分析。
? 峰值點輸出：與PEAKOUT結合，支持系統自動識別峰值點，一步分析輸出或用戶自定義頻率輸出點。
? 支持模態貢獻率分析：將面板等效聲輻射分解到面板局部模態。
? 計算高效性：無需對流體媒質進行建模，計算速度快。
? 支持ERP輻射值為設計響應：基于ERP的優化對計算資源與時間的要求顯著低于聲學響應優化，適用于拓撲/幾何驅動的聲學設計。
? 阻尼表征能力：定義局部結構阻尼研究對ERP影響。
? 分析結果格式：csv、OP2、PCH、H5格式，展示和二次處理方便。
展開 應用在多媒體手機中的低功率立體聲編解碼器
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培訓內容
介紹電容傳聲器的工作原理、及所配套的前置放大方式，解釋電容傳聲器的技術參數，包括靈敏度、聲場頻率響應，并討論在車輛噪聲、飛行試驗、風洞測試、聲功率測量、聲品質等多個工業領域的典型應用，以幫助用戶選擇合適的傳感器。
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注意事項
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培訓時間
12月15日（周二）下午 14:00-15:00
培訓對象
對聲學測量感興趣的所有用戶
費用 免費
備注
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦
報名方式
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展開 等效輻射聲功率（ERP）優化阻尼工況探討一下嗎
有會的嗎
